CN1327868A - 过滤元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于净化流体的过滤元件10。该过滤元件10包括一层过滤介质11、一个框架12和一根插棒13。过滤介质11具有一些折叠纹14,这些折叠纹可以是之字形的并且具有一个折叠高度15和一个折叠平面16。端面17与折叠纹14垂直,它们以其走向显示出折叠纹14。框架12布置在端面17上。插棒13穿过折叠纹14的折叠平面16用以支撑折叠纹14,从而形成连接点19。这些连接点19通过附加密封件或通过结构件的特性而实现密封。

Description

过滤元件

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的过滤元件。此外还涉及一种用于制造根据权利要求9所述的过滤元件的方法。

从DE 198 16 238中已知一种板形过滤元件，该过滤元件具有一个加强条用于已折成之字形的过滤介质。该加强条使折叠纹彼此间位置固定。为此，加强条设计成嵌齿件，在此，嵌齿件具有一个连贯的接片和一些从其上伸出的齿。这些齿用于形状合理地容纳折叠纹。为了受力合理地将折叠纹绷紧，还设置有一些由相邻布置的齿构成的弹簧夹。加强轴的接片在由齿进行夹紧的纵向平面内是弹性和挠性的。该加强条明显具有较大的抵抗侧面纵向弯曲的能力。

然而，所说嵌齿件是由其齿和由构成这些齿的弹簧夹组成的一个结构件，因此制造成本很昂贵。此外，还必须精确地将所有的齿调整到过滤元件的折叠纹上，因此，对于具有不同折叠高度或折叠间距的过滤元件，就需要一个单独的嵌齿件。此外由于嵌齿件的几何形状，它只能用于一定长度的过滤元件。对于不同长度的过滤元件，就需要不同的嵌齿件。

本发明的任务在于，提供一种具有折叠纹和支撑折叠纹的装置的过滤元件，在此，所说支撑折叠纹的装置由一种简单的、可变化使用且成本低廉的半成品构成并且能够可靠地支撑折叠纹。

上述任务将通过权利要求1的特征来完成。

根据本发明的过滤元件由一层具有折叠纹的过滤介质、一个布置在端面上的框架和一个支撑折叠纹的装置构成。其有利之处在于，通过支撑装置能够可靠地支撑折叠纹，在此，支撑装置由一种简单的、可变化使用且成本低廉的半成品构成。

过滤介质具有带折叠平面和折叠高度的折叠纹，且其端面与折叠纹垂直并且以其折叠走向显示出折叠纹。在各种不同的折叠形式下，可以改变折叠纹的折叠高度，例如可以想象出一种W形的折叠纹，在这种情况下，只有每两个折叠纹才具有同样的折叠高度。其他的折叠形式，例如将过滤元件分成几个区段，可以在一个区段中是具有相同折叠高度的折叠纹，而在接下来的区段中则可以具有较大或较小的折叠高度。

框架布置在端面上，从而可以将折叠纹固定在端面上。为了对折叠纹进行固定，需要一种能通过流过的流体保持应力状态的材料。为此，框架可以用例如一种热塑性塑料或一种弹性体构成。

支撑折叠纹的装置由一根插棒构成，该插棒穿过过滤介质的折叠纹的折叠平面，同时在插棒与过滤介质之间形成连接点。通过将插棒穿过折叠纹的折叠平面，折叠纹按其折叠高度保持在连接点上，在此，折叠纹被布置成能在插棒上轴向移动。插棒的横截面可以是任意的形状和尺寸。此外插棒的表面可以是光滑的或带花纹的。带花纹的表面例如可以设计成与插棒轴呈纵向或横向的凹槽或凸起形式，此外，带花纹的表面可以只布置在表面的部分区域上或者可以布置在整个表面上。插棒的横截面例如可以是正方形的、矩形的、三角形的、六角形的，在此，横截面的尺寸可以自由选择。有意义的是，横截面的选择取决于折叠平面。当折叠平面很小时，应选择小的插棒横截面，而当折叠纹很大时，就应选择大的插棒横截面。此外，插棒可以制成能够挠曲的，从而可以实现不同的曲线形状，例如圆形或弧形。必须根据使用领域来选择插棒的强度。如果需要一种刚性的过滤元件，则要选择一种高强度的插棒，如果需要一种柔性的过滤元件，则要选择一种具有较低强度的插棒。当需要过滤元件比端面上的框架具有更大的稳定性，并且又只提供了唯一的一个插棒时，则可以将多根插棒穿入到过滤介质中。这将使稳定性明显提高。在不同形状的过滤元件情况下，例如，矩形的、三角形的、圆形的、倒棱形的、圆柱形的、椭圆形的情况下，可以使用一根插棒或多根插棒来支撑折叠纹。

由于支撑折叠纹的装置是插棒，所以插棒可以广泛用于不同的折叠高度和折叠间距。此外插棒还是一个成本低廉的半成品，它可以根据所需要的长度进行截取。例如，如果插棒是由棒材展开的，则可以因此实现一个连续的生产过程，从而提高生产的经济性。同时还要设置一个装置，该装置在特定的位置上将插棒割断。根据具体情况，插棒应该具有某些特性，它例如可以用金属或塑料制成。

过滤介质例如可以由能够进行加工的过滤纸构成。为了在穿入插棒时不使过滤介质出现不确定的撕裂现象，过滤介质可以具有一个冲制的孔，插棒随后将从该孔穿过。这个孔的内轮廓可以选择成比插棒的外轮廓小一些。这样，过滤介质就会密封地贴靠在插棒上。当有一个孔的情况下，该孔的内轮廓大于插棒的外轮廓，可以将一个密封件套装到插棒上，该密封件可在过滤介质和插棒之间实现密封。

具有例如带纤维组织的纤维的其他的过滤介质则可以直接被插棒穿过，因为插棒能将纤维挤到旁边且纤维组织可密封地贴靠在插棒上。

本发明构思中的一种有利的结构在于，折叠纹的形状是之字形，在此，过滤介质的所有折叠纹都具有同样的折叠高度。在这种实施形式中，所有折叠纹总是在相同的高度上被穿过，从而每个折叠纹都得到同样的支撑。在折叠纹具有不同的折叠高度情况下，较高的折叠纹例如将在下部折叠区域被穿过，而较低的折叠纹将在上部区域被穿过，从而使折叠纹形成了不同的强度。

有利的是，插棒在折叠高度的中间穿过折叠纹。由此折叠纹得到了均匀的支撑。通过插棒的这种中间布置，过滤介质可以较强地抵抗多种流体能量，因为折叠纹在两个方向上都具有同样的支撑。

本发明的一种特殊的实施形式是，过滤介质使用了一种塑料纤维网。这样做的优点是，插棒挤压塑料纤维使其彼此分开并且密封地贴靠在插棒上，从而不用附加密封件就可实现密封。

根据本发明的另一种结构，插棒具有圆形横截面。这能够在过滤介质和插棒之间实现最好的密封。此外，具有圆形横截面的插棒还可以成本低廉、简单地进行加工并且是稳态的。

有利的是，要将插棒与折叠纹之间的连接点固定，从而使折叠纹不能再在插棒上来回移动。这种固定例如可以借助一种涂到连接点上的胶粘剂来实现。另外一种可能性是使用一种涂到插棒上的热熔胶。只有当插棒穿过折叠纹之后，才给热熔胶输入进行反应所需的热能，在此，热能从外部输入，例如通过烘箱。这样一来，过滤介质只在连接点与插棒固定连接，在此，不与插棒接触的折叠平面则不会被多涂的胶粘剂堵塞。

本发明构思中的一种有利的结构在于，使用一根导电的插棒。通过例如用金属制成的导电插棒可以通过导入电压而产生热量。这种热量对热熔胶而言例如可以产生使其发生反应的热量。

本发明的另一种变化形式在于，使用一种由塑料制成的插棒。这种插棒可以通过涂敷胶粘剂或热熔胶而与过滤介质连接在一起。为了使塑料制成的插棒能够导电，可以往塑料中混合一些例如金属粉末、炭黑或石墨。热熔胶因此同样可以通过导入到塑料插棒中的电压达到反应温度。

本发明的另一种有利的形式是，插棒与过滤介质的连接点由熔接区构成，在此，如果插棒是由一种可熔化材料构成的，通过在插棒内的温度，则可将插棒和/或过滤介质熔接在一起，并且在塑料冷却之后形成一个连接点，该连接点将过滤介质与插棒密封地连接起来。同时插棒可以只在外圆周层中进行熔接并且具有一个连续的棒芯。该棒芯同样提供对过滤介质的支撑。通过熔接的圆周层，过滤介质可以不熔化而与插棒连接起来。然而，在其他的材料配合下，过滤介质也可以进行熔接并与插棒形成密封连接。

插棒还可以完全熔化掉而只由一些插棒区段构成，从而不再存在有贯通的插棒区域。在这种实施形式中，插棒区段支撑在过滤介质上并且因此形成折叠纹彼此间的间隔。

一种用于制造过滤元件的方法，其中，塑料插棒构成对折叠纹的支撑并且连接点由熔接区构成，其特点在于，使用了一种装置，该装置对过滤介质进行折叠并使一根插棒穿过。该装置由多件构成。它主要包括一个型模下部、一个型模上部和电压接头。所说型模下部具有一个下折叠纹区域，该下折叠纹区域与型模上部的上折叠纹区域一起构成折叠纹的轮廓。在由型模下部和型模上部构成的型模分开时，将所说过滤介质放置在型模下部上。接着在一定的条件下将型模彼此配合在一起，这样便使过滤介质处于折叠状态。随后将插棒穿过折叠纹。为了将穿有插棒的过滤介质从装置中取出，型模可以具有不同的结构。一种变化形式在于，在两个型模中设置一道间隙，该间隙要具有足够的宽度，以容纳插棒。由此可以在加工之后将装有插棒的过滤介质取出来。另外一种将装有插棒的过滤介质取出来的可能性是通过一种两部分结构的型模来实现，这种型模具有一个左侧型模部分和一个右侧型模部分。下型模的两个型模部分和上型模的两个型模部分彼此贴靠，直到过滤介质形成折叠纹。在形成折叠纹之后，一个移动单元将下型模和上型模的两个部分相互移开，从而产生一段间距。该间距的大小要恰好选择成能够在穿入过程中将插棒导入。在这种实施形式中，型模的两个型模部分给过滤介质提供了足够的支撑，以便在穿入过程中，折叠纹不会出现过量的变形。

在插棒穿入过滤介质的折叠纹之后，将插棒的两端与电压接头连接起来。随后施以电压，从而使塑料插棒变热。通过加热将插棒的塑料熔化并且在插棒和过滤介质之间形成熔接区。在熔接区充分冷却之后，将上型模从下型模上抬起来，这显然可以自动进行，从而可以将装有插棒的折叠好的过滤介质取出来。

本装置的优选实施形式还具有一些自动安装框架的部件。

本发明优选结构的上述特征和其他特征除存在于权利要求中还存在于说明书和附图中，在此，将本发明实施形式中的各个特征单独或多项进行组合可以在其他领域进行应用，本发明的有利之处可以体现在可以获得保护的实施例中。

下面将借助附图对本发明的其他细节进行阐述。

其中：

图1是一种过滤元件的透视图，

图2是一种圆柱形过滤元件的透视图，

图3是一种装置的透视图，

图4是一种装置的前视图，

图5是一种装置的侧视图。

图1中描述了一种矩形的过滤元件10。这种过滤元件10具有一层过滤介质11、一个框架12和一根插棒13。过滤介质11具有带一定折叠高度15和折叠平面16的之字形折叠纹14。端面17与折叠纹14垂直。所说端面17以其走向显示出折叠纹14并且限定了过滤介质11的宽度B。该宽度B与折叠纹平行。框架12布置在端面17上并且因此形成过滤元件10的终端。在本实施例中，框架12由一种弹性体混合物构成，它与过滤介质11密封连接并且在其轮廓走向上对折叠纹14进行固定。

插棒13具有圆形横截面18并布置在折叠高度15的中间，从而特别理想地对折叠纹进行支撑。为了使各个折叠纹彼此间保持一定的距离，要将插棒13布置在框架12的两个部分的中间，这用距离A表示，在此，A等于B/2。在过滤元件非常宽的情况下，可能需要插入多根插棒13，它们相互间及相对于框12架可以具有相同或不同的距离。

插棒13与过滤介质11共同形成连接点19。在其制造过程中，这些连接点19相当于通过插棒13和过滤介质11而构成的熔接区。这些连接点19是这样构成的，以致插棒13与过滤介质11形成一个密封连接点19，在此，连接点19至少密封成如过滤介质11所必须的那样，以使未过滤的污垢颗粒不能穿过过滤元件10。

图2中描述了一种圆柱形的过滤元件10′，这种过滤元件的结构与图1所述的相似。框架12′由两部分构成并且制成圆形，在此，框架12′的至少一个部分具有布置在中央的圆形开口20。框架12′与过滤介质11′密封连接。在插棒13穿过过滤介质11′的折叠纹14的穿入过程中，要注意的是，插棒13′必须在半径上呈螺旋状。这可以通过一个已进行过预成形的插棒13′来实现，或者也可以在穿入过程中使插棒13′形成所需的轮廓。

图3中描述了一种装置21的透视图。该装置21具有一个下型模22和一个上型模23。各型模22、23都由一个左侧型模部分24和一个右侧型模部分25构成。型模22、23的各型模部分24、25可以与一个驱动装置(未示出)一起运转，这样，上型模23的两个型模部分24和25以及下型模22的两个型模部分24和25彼此邻接。所说驱动装置(未示出)还可以用来分开地对型模部分24和25进行驱动。

各型模22、23具有一个板状区域26和一个型模区域27。板状区域26用于传动以便压制出图1所示的折叠纹14。该板状区域可以具有一些固定单元(未示出)，如凹槽、螺纹或吊钩，它们可以将型模22、23安装在例如一台压力机中。型模区域27具有凸尖28和凹沟29，它们描绘出了图1所示的折叠纹14。下型模22的凸尖28布置在上型模23的凹沟29上方，而下型模22的凹沟29则布置在上型模23的凸尖28上方。通过这种方式，可以使型模22、23彼此配合在一起并使过滤介质11形成折叠纹14。

装置21的其他结构件是两个电压接头30和一个插棒导轨31。电压接头30与图1中穿入的插棒13连接，从而可以在插棒13中产生使插棒13变热的电压。电压接头30设计成适合于不同的电压和电流强度，因为其大小必须根据插棒13的材料和横截面18进行调节。这种调节例如可以直接在发电机上进行或在一台变压器上进行。

插棒导轨31要布置成能使插棒13得到充分的导向并且在穿入过程中不出现纵向弯曲。这个插棒导轨31可以设置成固定的或活动的。

图4中描述了装置21的前视图。所描述的是处于闭合位置的上型模23与下型模22，在此，过滤介质11位于闭合的型模22、23之间。通过型模22、23的闭合位置，过滤介质11获得其折叠纹14。在该闭合位置上，插棒13穿过过滤介质11。随后将电压接头30与插棒13进行连接并且施以电压。通过电压加热插棒13并且使其在连接点19与过滤介质11熔接在一起。在连接点19和插棒13充分冷却之后，就形成了一种稳定的连接，如果将上下型模22、23彼此分开，就可以取出过滤元件10。为了将型模彼此分开，可以让一个型模22、23保持固定，而让另一个型模22、23移动，或是让两个型模22、23都进行移动。

图5中描述的是放入了过滤介质11且处于闭合状态的装置21的侧视图。这里所描述的是带有间距32的型模部分24、25，在此，型模部分24、25彼此的间距32要选择成能使插棒13穿过而又不会因此产生过大的摩擦力或使过滤介质11出现过大的变形。该间距32可以始终存在，甚至在折叠过程中，或者是在折叠之后通过相互移动型模部分24、25才形成这一间距。

Claims (10)

1. 一种过滤元件10，用于净化流体，它至少具有：

—一层过滤介质11，该过滤介质具有带折叠平面16的折叠纹14，

—一个框架12，该框架安置在折叠纹14的端面17上，和

—一个支撑折叠纹14的装置，

其特征在于：用于支撑折叠纹14的装置由至少一根插棒13构成，该插棒穿过折叠纹14的折叠平面16，在此，在插棒13与折叠纹14之间的连接点19是密封的。

2. 根据权利要求1的过滤元件10，其特征在于：过滤介质11的折叠纹14的形状是之字形且具有一定的折叠高度15。

3. 根据权利要求2的过滤元件10，其特征在于：插棒13大约在折叠高度15的中间穿过过滤介质11的折叠平面16。

4. 根据权利要求1至3之一的过滤元件10，其特征在于：过滤介质11是一层塑料纤维网。

5. 根据权利要求1至4之一的过滤元件10，其特征在于：插棒13具有圆形横截面18。

6. 根据前述权利要求之一的过滤元件10，其特征在于：在插棒13与折叠纹14之间的连接点19通过插棒13固定成能稳定地对折叠纹14进行支撑。

7. 根据权利要求1至6之一的过滤元件10，其特征在于：插棒13是导电的。

8. 根据前述权利要求之一的过滤元件10，其特征在于：插棒13是由塑料制成的。

9. 根据权利要求8的过滤元件10，其特征在于：插棒13与过滤介质11的连接点19是熔接区，在此，插棒13熔接在过滤介质11上或是过滤介质11熔接在插棒13上。

10. 一种用于制造根据权利要求9的过滤元件10的方法，在此，过滤介质11放在一个装置21中，该装置使过滤介质11形成折叠纹14，其特征在于：

—该装置21具有一个间隙，通过该间隙，插棒13可以穿入过滤介质11，

—设置有两个电压接头30，插棒13与这些接头相连接并且因此在插棒13内形成电压，通过这种方式，产生了用于使插棒13或过滤介质11熔化的热量。

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